УКРЕПЛЕНИЕ  ОВРАГОВ  ПРИ  ПРОЕКТИРОВАНИИ  АВТОМОБИЛЬНОЙ  ДОРОГИ

Юлаева  Гулия  Сабитовна

студент  6-го  курса,  кафедры  Изысканий  и  проектирования  автомобильных  дорог,  автодорожного  факультета,  Казанского  Государственного  Архитектурно-строительного  Университета,  г.  Казань

E-mail:  Ludmila-faiz@yandex.ru

Лисенков  Владимир  Андреевич

научный  руководитель,  Доцент,  канд.  эконом.  наук,  кафедры  Изысканий  и  проектирования  автомобильных  дорог,  автодорожного  факультета,  Казанского  Государственного  Архитектурно-строительного  Университета,  г.  Казань

Проектирование  автомобильной  дороги  между  населенными  пунктами  Новые  Зимницы  и  Новая  Кулатка  Ульяновской  области  связано  с  учетом  широкой  сети  соединенных  между  собой  оврагов.  Транспортное  сообщение  между  селами  осуществлялось  только  в  сухое  летнее  и  малоснежное  зимнее  время.

Согласно  горизонталей  местности  питающий  вершины  оврагов  водосборный  бассейн  имеет  длины  главного  лога  в  пределах  2,2  км  с  уклонами  от  12  ‰  и  более.  Если  не  проводить  противоэрозионные  мероприятия,  ежегодно  будут  увеличиваться  площади  не  пригодные  для  сельскохозяйственного 

возделывания  культур.  На  рис.  1  представлен  вид  овражистой  местности  между  населенными  пунктами.

Рисунок  1.  Общий  вид  овражистой  местности

Согласно  перспективной  интенсивности  движения  автотранспорта,  дорога,  соединяющая  вышеназванные  населенные  пункты,  должна  быть  третьей  технической  категории  с  твердым  покрытием  облегченного  типа.  Рассматривались  три  варианта  трассирования  автомобильной  дороги. 

1.  Соединение  сельских  населенных  пунктов  пересекая  два  овражных  отвершка;

2.  Обход  оврагов  слева  с  выходом  на  автомобильную  дорогу  «Старая  Кулатка  —  Новая  Кулатка»  на  расстоянии  2,84  км  от  исследуемого  конечного  пункта;

3.  Обход  оврагов  справа  с  закреплением  вершин  отвершков  от  размывания.

Первый  вариант  наиболее  короткий  —  5,16  км.  Требуется  укладка  по  оси  пересекаемых  обоих  отвершков  прямоугольных  труб  3,5х2,5  м  с  насыпью  соответственно  11,5  м  и  9,0  м  и  укреплением  откосов  у  входных  оголовков  бетоном.  Затраты  на  строительство  такой  трассы  (ориентировочно)  составят  116,54  млн.  рублей. 

Второй  вариант  с  наибольшей  длиной  трассы  —  9,34  км,  из  которых  6,5  км  новое  строительство.  Затраты  на  строительство  дороги  (ориентировочно)  —  125,12  млн.  рублей.

Третий  вариант  имеет  протяженность  трассы  5,68  км.  Затраты  на  строительство  составят  114,68  млн.  рублей. 

Кроме  этих  затрат,  необходимы  для  всех  трех  альтернативных  вариантов  затраты  на  комплекс  мероприятий  по  предотвращению  роста  оврагов.  Экономический  анализ  показал,  что  следует  отдать  предпочтение  третьему  варианту.  Данное  проектное  решение  принято  за  основное. 

В  этом  варианте  к  проектируемой  автомобильной  дороге  направлены  два  отвершка,  на  пути  к  которым  под  асфальтобетонным  покрытием  установлены  водопропускные  трубы.

Площадь  водосбора  первого  сооружения,  расположенного  на  ПК  19+20,  составляет  1,8  км².  Максимальный  расчетный  расход  ливневых  вод  7,88  м³/с;  снеговой  сток  5,65  м³/с.  Гидравлическим  расчетом  определено,  что  для  пропуска  данного  количества  воды  необходима  двухочковая  труба  диаметром  1,5  м  с  площадью  поперечного  сечения  3,53  м².

Площадь  водосбора  второго  сооружения,  расположенного  на  ПК  31+00,  составляет  0,67  км².  Максимальный  расчетный  расход  ливневых  вод  6,94  м³/с;  снеговой  сток  2,39  м³/с.  Для  пропуска  данного  количества  воды  требуется  одноочковая  труба  диаметром  2,0  м  с  площадью  поперечного  сечения  3,14  м².

Обе  водопропускные  трубы  направлены  к  вершинам  отвершков  оврага,  расстояние  до  которых  соответственно  110  м  и  45  м.  Инженерное  решение  отвода  воды,  проходящей  через  выходные  отверстия  труб  и  спуска  ее  на  дно,  оврага  заключается  в  следующем.

·     Для  приема  воды  из  труб  принято  решение  использовать  бетонный  лоток  прямоугольного  сечения  с  размерами  внутренней  поверхности:  ширина  3500  мм,  высота  1200  мм,  длина  звена  лотка  2500  мм.  Наблюдение  за  состоянием  аналогичного  типа  сооружений  показали,  что  сложившаяся  технология  укладки  лотка  имеет  определенные  недостатки.  Лоток  укладывается  на  поверхность  грунта  или  с  неполным  его  погружением  в  грунт.  Торцы  звеньев  лотка  совмещаются  друг  с  другом,  с  последующей  заделкой  щелей  цементным  раствором.  Вода,  попадая  под  лоток,  размывает  грунт  под  днищем.  В  результате  звенья  лотка  смещаются,  образуя  трещины  между  собой,  в  которые  попадает  вода  из  трубы,  дополнительно  усиливая  размыв  грунта.

·     Предложено  конструктивно  на  каждом  звене  лотка  на  днище  слева  иметь  полку,  а  справа  выточку.  Накладывая  на  полку  одного  звена  выточка  другого  звена  и  закрепляя  их  между  собой  двумя  болтами,  получаем  неразъемное  соединение.  Продолжая  таким  образом  крепления  звеньев  лотка  от  трубы  до  вершины  отвершка,  образуется  монолитное  сцепление,  исключающее  смещение  звеньев  и  соответственно  образование  трещин.  Монтаж  звеньев  лотка  представлен  на  рис.  2.

Рисунок  2.  Сборная  конструкция  лотка

Места  соединения  звеньев  лотка  герметизируются  бетоном  с  последующей  заделкой  мастикой.  Следовательно,  под  днищем  лотка  вода  отсутствует.

·     Лотки  в  сборе  укладываются  в  каждый  лог  так,  чтобы  вертикальная  стенка  лотков  была  сопряжена  с  боковыми  уклонами  логов.  Лотки  вкапываются  в  лог  так,  как  показано  на  рис.  3.

Рисунок  3.  Укладка  лотка  в  лог  у  выходного  отверстия  двухочковой  трубы

Между  стенкой  лотка  и  срезом  лога  устанавливается  глиняный  замок,  а  сверху  укладывается  бетон  и  замазывается  мастикой.  Вода,  стекающая  по  боковым  уклонам  лога,  не  попадает  под  днище  лотка,  а  стекает  в  лоток.

·     У  вершины  отвершка  в  конце  лотка  устанавливается  бетонный  колодец  прямоугольного  сечения  4000х1800  мм  с  расположенными  снаружи  ребрами  жесткости.  Дно  колодца  расположено  на  уровне  дна  оврага  и  укреплено  железобетоном.  Для  выхода  воды  из  колодца  по  дну  оврага  укладывается  бетонный  лоток  с  тем  же  уклоном,  что  и  дно  оврага.  После  окончания  лотка,  где  начинает  растекаться  вода,  для  исключения  размыва  устраивается  каменная  наброска.  Таким  образом,  вода,  выходящая  из  трубы,  стекает  по  лотку  быстротоком  до  входного  отверстия  шахтной  конструкции,  затем  падает  на  дно  колодца  и  по  лотку,  снижающим  скорость  потока,  вытекает  на  каменную  наброску  дна  оврага.  Вид  инженерного  сооружения  представлен  на  рис.  4  [3,  с.  380].  Отвод  воды  из  обеих  водопропускных  труб  конструктивно  аналогичен.

Рисунок  4.  Водоотводное  сооружение  «Быстроток  с  шахтным  водосбросом»

Следующей  мерой  нейтрализации  разрушительного  действия  воды  являются  агромелиоративные  мероприятия.  В  пределах  бассейна  оврага  возводят  вдоль  горизонталей  рельефа  из  грунта  водозадерживающие  валы  и  параллельно  им  выкапываются  с  верховой  части  склона  канавы  для  сбора  воды.  Канавы  выполняют  роль  испарителей,  так  как  вода  скапливаемая  в  них  частью  впитывается  в  грунт  и  частью  испаряется.  За  счет  перемычек  на  валу  вода  не  течет  в  пониженные  места,  а  скапливается  вдоль  вала.  Дополнительно  к  водозадерживающим  валам  устанавливаются  водоотводящие  валы.  Форма  их  организации  аналогична,  а  разница  в  расположение.  Водоотводящие  валы  устанавливаются  под  углом  к  горизонталям.  Ближайшее  к  оврагу  начало  валов  располагается  по  рельефу  земли  выше  чем  конец  валов.  Вода,  стекая  вниз  вдоль  вала,  отводится  от  оврага. 

Использование  водозадерживающих  и  водоотводящих  валов  снижает  и  замедляет  приток  воды  к  оврагу.  В  целях  исключения  их  размыва,  валы  укрепляют  засевом  трав.  Расстояние  между  валами  определяют  в  зависимости  от  крутизны  склона  и  высоты  вала  по  формуле  [1,  с.  263]:

  ,

где:  L  —  расстояние  между  осями  валов,  м;

h  —  высота  вала,  м;

i  —  уклон  местности  по  перпендикуляру  к  валам.

Дополнительной  мерой  закрепления  оврага  является  агролесотехнические  работы. 

·     Боковые  склоны  оврага  почти  вертикальны  относительно  горизонта,  особенно  вблизи  вершин  оврагов.  Весной  в  период  таяния  снега  или  летом  в  период  ливня  грунт  у  краев  оврага  насыщается  влагой,  обваливается  на  дно  и  смывается  водой  вниз  по  оврагу.  В  целях  исключения  такой  водной  эрозии  боковые  склоны  срезаются  до  угла  менее  45  градусов,  засеваются  травой,  кустарником  и  низкокронными  деревьями.

·По  периметру  оврага  на  полосу  шириной  6  м  высевают  траву,  а  на  водоподводящих  лощинах  размещают  очень  плотно  друг  к  другу  кустарниковые  посадки  вплоть  до  вершин  отвершков.

·За  полосой  луга  по  периметру  оврага  рекомендуется  высаживать  шириной  20  м  древесно-кустарниковые  посадки.  Такие  же  посадки  необходимо  высаживать  по  обеим  сторонам  дороги  в  местах  установки  водопропускных  труб  по  склонам  логов  [3,  с.  381].

·Сельскохозяйственному  производству  даются  рекомендации  по  ведению  работ  в  зоне  оврага:  обработка  почвы  поперек  склонов,  посев  сельскохозяйственных  культур  поперек  склона,  полосное  размещение  сельскохозяйственных  культур,  исключение  выпаса  крупного  рогатого  скота  по  склонам  вблизи  оврага.

·В  пределах  зоны  размыва  в  русле  оврага  устраивается  хворостяная  запруда  высотой  1,2  м.  Концы  запруды  заделаны  в  боковые  стенки  оврага  на  глубину  1  м,  во  избежание  подмыва  водой  низа  склонов.  Таких  запруд  по  длине  оврага  четыре  штуки  с  расстояние  между  ними  120  м.  Наносный  грунт  перед  запрудами  оседает.  В  результате  дно  врага  повышается  и  становится  более  пологим.

Весь  комплекс  работ  по  остановке  роста  оврага  позволит  превратить  действующий  овраг  в  недействующий.  Откосы  оврага  покроются  растительностью.  Талая  или  ливневая  вода  будет  течь  в  пределах  бетонных  лотков  и  растекаться  по  дну  оврага  с  потерей  скорости  потока.

Проведенный  комплекс  мер,  предлагаемый  по  закреплению  овражистой  местности,  позволит  безопасно  функционировать  запроектированной  автомобильной  дороге.

Список  литературы:

1.Бабков  В.Ф.,  Андреев  О.В.  Проектирование  автомобильных  дорог:кн.  2  :  Учебник  для  студентов  ВУЗов,  обуч.  по  спец.  «Автомобильные  дороги»:  М.:  Транспорт,  1987.  —  416  с.

2.Справочная  энциклопедия  дорожника:  т.  V:  Проектирование  автомобильных  дорог/под  ред.  Федотова  Г.А.  и  Поспелова  П.И..  М.:  ФГУП  «Информавтодор»,  2007.  —  672  с.

3.Федотов  Г.А.,  Поспелов  П.И.  Изыскания  и  проектирование  автомобильныхдорог:  кн.  2:  Учебник  для  студентов  ВУЗов,  обуч.  по  спец.  «Автомобильные  дороги  и  аэродромы».  М.:  Высшая  школа,  2010.  —  520  с.